B 班 第 5 课：字符串与字符处理

适用对象： 已完成第 4 课（数组）的同学 使用方式： 自学讲义。本课延续第 2 课起的厚度——4 个知识模块 + 8 题练习 + 加餐，做完大约需要 1.5 小时 学完本课，你应该能：

1. 用 string 存一段文字，会取长度、拼接、按下标取字符
2. 分清 cin >> s（读一个词）和 getline(cin, s)（读一整行）
3. 理解 C++ 独有的 char 类型和单引号，会用 s[i] - '0'、c - 'a' + 'A' 这类字符运算

0. 热身：数组三部曲回顾（10 分钟）

先把上节课的"读入-处理-输出"三部曲跑一遍热热身——读入 n 个成绩，统计及格（≥60）的人数：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    int a[1005];
    int cnt = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cin >> a[i];
        if (a[i] >= 60) cnt++;
    }
    cout << cnt << endl;
    return 0;
}

输入：
5
78 45 92 60 30

输出：
3

上节课加餐里我提过一句："字符串其实也是字符的数组，s[i] 能取出单个字符。" 今天就把这句话彻底展开。

1. string 基础：和 Python str 的对照（20 分钟）

Python 你这样写：

s = "hello"
t = s + " world"      # 拼接
print(len(s))         # 5
print(t)              # hello world
print(s[0], s[4])     # h o

C++ 改成这样：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello";
    string t = s + " world";          // 拼接，和 Python 一样用 +
    cout << s.length() << endl;       // 5
    cout << t << endl;                // hello world
    cout << s[0] << " " << s[4] << endl;   // h o
    return 0;
}

输出：

5
hello world
h o

对照下来只有一处真正不同：求长度。

📝 注意这个反差：上节课说过 C++ 数组没有 len，必须自己另开变量 n 记账；但 string 是有长度的——它比数组"聪明"，自己记得住装了多少个字符。所以处理字符串时不需要额外传一个长度变量。

遍历字符串——就是上节课的数组循环，把 a[i] 换成 s[i]：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abc";
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        cout << s[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

输出：a b c

📝 有的编译器会对 i < s.length() 提示一句 comparison between signed and unsigned integer expressions 警告——这只是警告不是错误，程序照跑不误，原因以后学，现在直接忽略。

动手检查点 1（5 分钟）

新建 check1.cpp：定义 string s = "python";，输出它的长度，再用循环把每个字符倒着输出（提示：从 s.length() - 1 倒数到 0，就是上节课的数组逆序）。

2. 读入：cin >> s 和 getline 的区别（15 分钟）

Python 的 input() 读一整行，怎么读都不会出错。C++ 这里有个Python 学生百分之百会踩的坑：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    cin >> s;
    cout << s << endl;
    return 0;
}

输入 hello world，输出却只有：

hello

⚠️ cin >> s 遇到空格就停下来，只能读到一个"单词"。这和 cin >> n 读整数是同一套规则——空格是分隔符。

要读一整行（包含空格），必须用 getline：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    getline(cin, s);          // 读一整行，直到回车
    cout << s << endl;
    return 0;
}

输入 hello world，输出：

hello world

⚠️ 混用大坑：cin >> n 之后紧接着 getline，会读到一个空行。 因为 cin >> n 读完数字后，把行末的那个回车留在了输入里，getline 一上来就撞上它，以为这一行读完了。解决办法是中间加一句 cin.ignore();：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    cin.ignore();             // 把 cin >> n 剩下的那个回车扔掉
    string s;
    getline(cin, s);
    cout << n << " " << s << endl;
    return 0;
}

输入：
3
hello world

输出：
3 hello world

📝 先照抄 cin.ignore(); 这一行，记住"cin >> 后面要接 getline，中间加一句 ignore"这条规矩就够了，它的完整原理以后学。

3. char：C++ 独有的"单个字符"类型（20 分钟，本课重点）

这是Python 里根本没有的概念。Python 中 "a" 和 'a' 完全一样，都是长度为 1 的字符串；C++ 里这两个是两种不同的类型：

s[i] 取出来的东西，类型就是 char。

关键认知：char 本质上就是一个数字。 每个字符都有一个编号（叫 ASCII 码），'a' 是 97，'b' 是 98，'A' 是 65，'0' 是 48……正因为是数字，字符才能加减和比大小：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    char c = 'a';
    cout << c << endl;              // a
    cout << (int)c << endl;         // 97 —— 强行当数字看，就是它的编号

    char d = c - 'a' + 'A';         // 小写转大写
    cout << d << endl;              // A

    char num = '7';
    cout << num - '0' << endl;      // 7 —— 数字字符转成真正的数字
    return 0;
}

输出：

a
97
A
7

两个必须背下来的套路：

三个必须背下来的判断：

c >= 'a' && c <= 'z'      // 是小写字母
c >= 'A' && c <= 'Z'      // 是大写字母
c >= '0' && c <= '9'      // 是数字字符

⚠️ c >= '0' && c <= '9' 判断的是"字符 '7'"，不是"数字 7"。 别把 s[i] == 7 和 s[i] == '7' 搞混了——前者在比编号 7（那是个看不见的控制字符），后者才是你想要的。

把上节课的"计数套路"搬到字符串上——统计元音字母的个数：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s = "programming";
    int cnt = 0;
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        char c = s[i];
        if (c == 'a' || c == 'e' || c == 'i' || c == 'o' || c == 'u') cnt++;
    }
    cout << cnt << endl;
    return 0;
}

输出：3（o、a、i 三个）

📝 看出来了吗？这就是上节课数组计数套路的原样搬运——只是把 a[i] 换成了 s[i]，把"数偶数"换成了"数元音"。学过的东西没白学。

4. 读错误：3 个字符串专属的坑（10 分钟）

错误 1：单引号双引号用混了

char c = "a";        ← 双引号是字符串，不能塞进 char 里

编译器报错大致长这样：

error: invalid conversion from 'const char*' to 'char'

看到 invalid conversion（无效的类型转换）+ char* 这些词，第一反应就是去检查引号。反过来 string s = 'a'; 也是错的。

📝 char 配单引号，string 配双引号，一一对应，不要混。

错误 2：cin >> s 读不到空格后面的内容

string s;
cin >> s;               // 输入 hello world
cout << s << endl;      // 只输出 hello，world 不见了

不是程序崩了，是 cin >> 本来就只读一个词。要整行就换 getline(cin, s)。

错误 3：字符串下标越界

string s = "abc";
cout << s[3] << endl;   ← s 只有下标 0、1、2

和数组越界一模一样：s 的有效下标是 0 到 s.length() - 1。循环条件写 i < s.length()，千万别写成 i <= s.length()。

📝 字符串的下标规则和数组完全一样，上节课那两个坑在这里原样成立。

5. 本课练习（8 题，35 分钟起步，做不完当课后作业）

⭐ 基础题 1：字符串长度（文件名 t1.cpp）

输入一个不含空格的字符串，输出它的长度。

输入样例：
hello

输出样例：
5

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    cin >> s;
    cout << s.length() << endl;
    return 0;
}

⭐ 基础题 2：逐字符输出（文件名 t2.cpp）

输入一个不含空格的字符串，把每个字符单独输出一行。

输入样例：
abc

输出样例：
a
b
c

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    cin >> s;
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        cout << s[i] << endl;
    }
    return 0;
}

⭐⭐ 实战题 3：统计元音（文件名 t3.cpp）

输入一个不含空格的小写字符串，输出其中元音字母（a e i o u）的个数。

输入样例：
programming

输出样例：
3

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    cin >> s;
    int cnt = 0;
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        char c = s[i];
        if (c == 'a' || c == 'e' || c == 'i' || c == 'o' || c == 'u') cnt++;
    }
    cout << cnt << endl;
    return 0;
}

⭐⭐ 实战题 4：全部转大写（文件名 t4.cpp）

输入一整行文字（可能含空格和标点），把其中的小写字母全部转成大写，其余字符原样保留，输出结果。

输入样例：
Hello, World!

输出样例：
HELLO, WORLD!

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    getline(cin, s);
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        if (s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z') {
            s[i] = s[i] - 'a' + 'A';       // 直接改回原字符串
        }
    }
    cout << s << endl;
    return 0;
}

⭐⭐ 实战题 5：字符分类统计（文件名 t5.cpp）

输入一整行文字，统计其中字母、数字、其他字符各有多少个，用空格分隔输出三个数。

输入样例：
abc 123 !!

输出样例：
3 3 4

（3 个字母、3 个数字，其余 2 个空格 + 2 个感叹号共 4 个。）

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    getline(cin, s);
    int letter = 0, digit = 0, other = 0;
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        char c = s[i];
        if ((c >= 'a' && c <= 'z') || (c >= 'A' && c <= 'Z')) letter++;
        else if (c >= '0' && c <= '9') digit++;
        else other++;
    }
    cout << letter << " " << digit << " " << other << endl;
    return 0;
}

⭐⭐⭐ 冲刺题 6：回文判断（文件名 t6.cpp）

输入一个不含空格的字符串，判断它是不是回文（正着读和倒着读一样）。是输出 是回文，不是输出 不是回文。

输入样例1：      输入样例2：
level           hello

输出样例1：      输出样例2：
是回文          不是回文

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    cin >> s;
    int len = s.length();
    bool ok = true;
    for (int i = 0; i < len / 2; i++) {
        if (s[i] != s[len - 1 - i]) ok = false;     // 第 i 个 和 倒数第 i 个 比
    }
    cout << (ok ? "是回文" : "不是回文") << endl;
    return 0;
}

⭐⭐⭐ 冲刺题 7：各位数字之和（文件名 t7.cpp）

输入一个只由数字字符组成的字符串（可能很长，比 int 装得下的还长），求各位数字之和。

输入样例：
12345

输出样例：
15

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    cin >> s;
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        sum += s[i] - '0';        // 数字字符 → 数值
    }
    cout << sum << endl;
    return 0;
}

⭐⭐⭐ 冲刺题 8：查找字符（文件名 t8.cpp，选做）

第一行输入一个不含空格的字符串，第二行输入一个字符。输出该字符出现的次数，第二行输出它出现的所有下标（从 0 开始，空格分隔）。保证至少出现一次。

输入样例：
banana
a

输出样例：
3
1 3 5

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    char c;
    cin >> s >> c;

    int cnt = 0;
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        if (s[i] == c) cnt++;
    }
    cout << cnt << endl;

    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        if (s[i] == c) cout << i << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

6. 学有余力：取子串与字典序（加餐，可跳过）

取子串 s.substr(起始下标, 取几个)：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s = "programming";
    cout << s.substr(0, 3) << endl;      // pro
    cout << s.substr(3, 4) << endl;      // gram

    string a = "apple", b = "banana";
    if (a < b) cout << a << " 排在 " << b << " 前面" << endl;
    return 0;
}

输出：

pro
gram
apple 排在 banana 前面

• s.substr(3, 4) 表示"从下标 3 开始，取 4 个字符"，对应 Python 的 s[3:7]
• 字符串之间可以直接用 <、>、== 比较，比的是字典序（就是词典里的先后顺序），这点和 Python 一样

s.find()（查子串位置）、reverse()（翻转）、stoi / to_string（字符串和数字互转）、二维数组、vector 一律以后学。

本课要点速查

字符运算三件套：

s[i] - '0'                     // 数字字符 → 数值
c - 'a' + 'A'                  // 小写 → 大写
c >= '0' && c <= '9'           // 判断是不是数字字符

三个字符串专属坑：

本课新符号： string、char、'单引号'、s.length()、getline(cin, s)、cin.ignore()、(int)c、s.substr(pos, len)

结束前的自我检查

1. 不看讲义，说出 cin >> s 和 getline(cin, s) 的区别，各举一个该用哪个的场景
2. 向别人解释：'a' 和 "a" 在 C++ 里为什么是两个不同的东西？Python 里为什么没这个麻烦？
3. 练习 8 题至少完成到题 7，每题样例都亲手验证过
4. 合上讲义，把"遍历字符串统计某类字符个数"的模板一次性写对